П`ятниця, 29.03.2024, 11:17    Ви увійшли як Гість | Група "Гости"Вітаю Вас Гість | RSS
Світ астрономії 
                                                                     



Головна» 2019 » Січень » 14 » Чорні діри можуть бути порталами до гіперпростору

13:08
Чорні діри можуть бути порталами до гіперпростору

Раніше дослідники вважали, що будь-який космічний апарат, який намагатиметься використати чорну діру як портал для переміщень, повинен враховувати найгірші сценарії розвитку подій. Гаряча і щільна сингулярність призведе до того, що корабель переживе болісну послідовність розтягувань і стискань, перш ніж повністю випарується.

Падаючи у кролячу нору

Команда Гаурава Ханни з Університету Массачусетса в Дартмуті і їх колеги з Коледжу Гвінет у Джорджії показали, що не всі чорні діри створені рівними. Якщо чорна діра буде такою, як розташована в центрі нашої власної галактики Стрілець A* ( вона велика і обертається), то перспективи для космічного мандрівника виглядатимуть не так похмуро. Сингулярність такої чорної діри буде достатньо “ніжною”, щоб зробити прохід через неї плавним та реальним.

Причина цього щастя – у технічній “слабкості” сингулярності всередині чорної діри такого типу, яка не завдає шкоди об’єктам, що взаємодіють з нею. З першого погляду цей факт виглядає нелогічним. Але швидко рухати пальцем крізь полум’я свічки та не обпікатися – теж нелогічно, але реально.

Про користь масової культури

Ліор Бурко і Гуарав Ханна досліджували фізику чорних дір понад два десятиліття. У 2016 році аспірантка Ханни Керолайн Мелорі, натхненна блокбастером Крістофера Нолана “Інтерстеллар”, поставила собі за мету перевірити, чи зможе Купер (герой Метью МакКонахі) пережити своє падіння глибоко в Гаргантюа. Це вигадана надмасивна чорна діра, яка швидко обертається і приблизно в 100 мільйонів разів більша за масу нашого Сонця. Події “Інтерстеллару” базувалися на книзі нобелівського лауреата, астрофізика Кіпа Торна, і фізичні властивості Гаргантюа займають центральне місце в сюжеті цього фільму.

Спираючись на роботу, яку зробив фізик Амос Орі два десятиліття тому і озброївшись своїми потужними обчислювальними навичками, Мелорі зробила комп’ютерну модель, яка б враховувала більшість істотних фізичних впливів на космічний корабель або будь-який великий об’єкт, який потрапляє у велику чорну діру, яка постійно обертається.

Дорога без ям

Вона виявила, що за будь-яких умов об’єкт, що потрапляє таку чорну діру, не зазнає нескінченно великих ефектів при проходженні через так звану сингулярність внутрішнього горизонту. Її неможливо уникнути, але ефекти, яких зазнає об’єкт, будуть настільки незначними, що дозволять йому спокійно пройти крізь неї. Насправді, ніяких помітних впливів на такий об’єкт взагалі немає. Це збільшує можливість використання великих чорних дір, що обертаються, у якості порталів для подорожей в гіперпростір.

Мелорі також виявила особливість, яку не повною мірою враховували раніше: ефекти сингулярності в контексті чорної діри, яка обертається, призведуть до швидкого збільшення циклів розтягування і стискання на космічному апараті. Але для дуже великих чорних дір на зразок Гаргантюа сила цього ефекту була б дуже малою. Отже, космічний апарат і будь-які люди на борту не відчують його.

 

Цей графік зображує фізичне навантаження на сталевий каркас космічного апарату, під час його падіння в чорну діру, яка обертається. Важливо відзначити, що деформація різко зростає поблизу чорної діри, але не зростає нескінченно. Тому космічний апарат і його мешканці можуть пережити цю подорож. /фото Khanna / UMassD

 

Важливо зазначити, що ці ефекти не збільшуються без обмежень; насправді, вони залишаються скінченними, навіть коли навантаження на космічний апарат має тенденцію до безкінечного зростання при наближенні до чорної діри.

У моделі Мелорі є кілька спрощених припущень та важливих застережень. Головне припущення полягає в тому, що розглянута чорна діра повністю ізольована і, таким чином, не піддається постійним впливам з боку сторонніх джерел на зразок зірок або випромінювання. Хоча це припущення допускає істотні спрощення моделі, але все ж варто пам’ятати, що більшість чорних дір оточені космічним матеріалом – пилом, газом, радіацією.

Таким чином, природним продовженням роботи Мелорі було б проведення аналогічного дослідження в більш реалістичному контексті.

Підхід Мелорі з використанням комп’ютерного моделювання для вивчення ефектів чорної діри на об’єкт дуже поширений в даній області фізики. Зрозуміло, що ми не маємо можливості виконувати реальні експерименти всередині чи поблизу чорних дір, тому вчені вдаються до теорії та симуляції, щоб розвивати своє розуміння даних феноменів, робити прогнози та нові відкриття.

Дізнатись більше :

The Conversation

Категорія: Наука і Технології | Переглядів: 278 | Додав: звезда | Рейтинг: 5.0/1
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Пошук
Архів записів
Хмаринка тегів
Зоряне небо

Земля та Місяць
Сонячна система